框架—剪力墙结构与岩溶地基—基础共同作用地震反应分析研究

• 作 者: 黎茂
• 机 构: 广西大学
• 出 处: 广西大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 岩溶 框架—剪力墙结构—岩溶地基—基础共同作用地震波反演 等效线性化方法 结构抗震

我国岩溶地区分布约占国土面积的三分之一,随着经济高速发展和城市化进程速度的加快,在地质较为复杂的岩溶地基上修建建筑物也变得越来越普遍,而目前主要设计方法仍然采用常规设计方法(人为的将地基、基础、上部结构三者分离开来分析)或者经验法,容易造成人为的误差,特别是对建筑抗震分析时,计算结果与实际的出入会更大。因此,对上部结构—岩溶地基—基础共同作用的抗震研究是很有必要的。本文在总结国内外研究成果的基础上,采用数值模拟方法对框架—剪力墙结构—岩溶地基—基础共同作用进行了以下几方面的研究：(1)简要阐述了国内外对共同作用研究发展的现状,查阅相关文献了解岩溶地区的工程地质概况,其中,岩溶区最为显著的特点是广泛分布着碳酸盐岩石层,而红粘土是岩溶区分布最为典型的土质。由于红粘土的分布特性,在水和其它地质作用下,红粘土层常含有土洞,在工程中需要查明土洞的大小和位置,进行相应的处理。(2)阐述了岩溶区地震“小震级高烈度”的特点和地震波选用的原则及调整的方法,采用等效线性化方法将地震波反演到基岩处,并与地表处地震波对比分析,结果表明岩溶区土层对地震波有放大作用和“滤波作用”。(3)阐述上部结构与地基基础共同作用的机理和上部结构刚度、基础刚度、地基刚度对共同作用的影响。建立岩溶区无土洞共同作用和岩溶区有土洞共同作用三维有限元模型,对比分析两个模型的位移、加速度、层间位移、内力,结果表明岩溶区有土洞共同作用模型的计算结果比无土洞的要大,即土洞的存在对岩溶区共同作用体系的动力响应有显著的影响。(4)在地震作用下,通过改变土洞的参数：土洞的大小、埋深、水平位置、形状、数量以及不同位置的土洞群,来研究土洞变化对上部结构的动力响应的影响,分析不同模型的位移、加速度、层间位移、内力。结果表明：土洞的大小、埋深、水平位置、数量以及不同位置的土洞群对结构动力响应的影响较为显著,为岩溶区高层建筑结构抗震设计提供了参考。